数字化技术在电力工程设计中的应用.pdf

2 0 2 3年8期2 3 7 2 0 2 3年第4 5卷第8期数字化技术在电力工程设计中的应用贾庆峰收稿时间:2 0 2 3-0 6-2 0作者简介:贾庆峰(1 9 8 6-),本科,工程师,研究方向为电力工程自动化。(积成电子股份有限公司 济南2 5 0 1 0 4)摘 要 随着经济的高速发展,人们对电力的需求与日俱增,为了满足人们的日常生活需求和工农业生产需求,我国加大了电力工程建设力度,持续扩大了电力工程规模。在传统的电力工程中,主要采用了人工设计的方式,其不仅需要投入大量的时间和精力,且各设计环节还缺乏高效沟通,极易出现设计误差,致使设计方案与实际施工情况不符,严重影响电力工程设计水平的提升。在这种情况下,需要将数字化技术全面应用到电力工程设计中,打破传统设计模式的局限性,创新电力工程设计理念和设计思路,优化各个设计环节的细节处理,以显著的技术优势提高电力工程的设计质量,助力电力工程的数字化、智能化发展,保证社会电力安全、可靠以及充足。关键词:数字化技术;电力工程设计;应用中图法分类号 T P 3 9A p p l i c a t i o no fD i g i t a lT e c h n o l o g y i nP o w e rE n g i n e e r i n gD e s i g nJ I AQ i n g f e n g(I n t e g r a t e dE l e c t r o n i cS y s t e m sL a bC o.,L t d.,J i n a n2 5 0 1 0 4,C h i n a)A b s t r a c t W i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to f t h ee c o n o m y,p e o p l esd e m a n d f o r e l e c t r i c i t y i s i n c r e a s i n gd a yb yd a y.I no r d e rt om e e tp e o p l es d a i l yn e e d s a n d i n d u s t r i a l a n da g r i c u l t u r a l p r o d u c t i o nn e e d s,m y c o u n t r yh a s i n c r e a s e d t h e c o n s t r u c t i o no fp o w e re n g i n e e r i n ga n d c o n t i n u e d t o e x p a n d t h e s c a l e o f p o w e r e n g i n e e r i n g.I n t r a d i t i o n a l p o w e r e n g i n e e r i n g,m a n u a l d e s i g ni sm a i n l yu s e d,w h i c hn o to n l yr e q u i r e sa l o to f t i m ea n de n e r g y,b u t a l s o l a c k se f f i c i e n t c o mm u n i c a t i o n i nv a r i o u sd e s i g nl i n k s,w h i c h i sp r o n e t od e s i g ne r r o r s,w h i c hm a k e t h ed e s i g ns c h e m e i n c o n s i s t e n tw i t ht h ea c t u a l c o n s t r u c t i o ns i t u a t i o n,w h i c hs e r i o u s l ya f f e c t s t h e i m p r o v e m e n t o f t h ed e s i g n l e v e l o f p o w e r e n g i n e e r i n g.I n t h i s c a s e,i t i sn e c e s s a r y t o f u l l ya p p l yd i g i t a l t e c h n o l o g yt op o w e re n g i n e e r i n gd e s i g n,b r e a kt h el i m i t a t i o n so f t r a d i t i o n a ld e s i g nm o d e l s,i n n o v a t ep o w e re n g i-n e e r i n gd e s i g nc o n c e p t s a n dd e s i g n i d e a s,o p t i m i z e t h ed e t a i l s o f e a c hd e s i g n l i n k,a n d i m p r o v ep o w e r e n g i n e e r i n gw i t hs i g-n i f i c a n t t e c h n i c a l a d v a n t a g e s.D e s i g nq u a l i t y,h e l p t h ed i g i t a l a n d i n t e l l i g e n t d e v e l o p m e n t o f p o w e r e n g i n e e r i n g,a n de n s u r et h es a f e,r e l i a b l ea n ds u f f i c i e n t s u p p l yo f e l e c t r i c i t y i ns o c i e t y.K e y w o r d s D i g i t a l t e c h n o l o g y,E l e c t r i cp o w e re n g i n e e r i n gd e s i g n,A p p l i c a t i o n0 引言电力工程设计水平的高低会直接影响后续电力工程的顺利进行以及电力工程的建设质量,这要求人们高度重视电力工程设计工作,采取先进的技术手段提高设计水平,保障电力工程的高质量建设。与传统的电力工程设计方式相比,数字化技术应用下的设计方式更具先进性和创新性,能构建完善、创新的电力数据库,获取可靠的电力设计数据,为电力工程设计方案提供可靠支撑,并碰撞检测设计方案,减少设计误差,实现精细化、智能化设计,推动电力工程的创新发展。因此,在电力工程设计中,需积极应用数字化技术,有效弥补传统设计方式的不足和缺陷,合理控制电力工程设计成本,大幅度提升电力工程设计效率、设计质量、设计效益,为电力工程运行的安全性和高效性提供有力保障。1 数字化技术在电力工程设计中的应用优势电力工程具有复杂性、系统性、专业性特点,其运行的安全性和稳定性密切关系着人们的生活和社会经济发展,这对电力工程设计提出了较高要求。传统电力工程设计方式存在一定的不足和缺陷,难以有效规避设计过程中的安全风险问题,进而无法保证电力资源的稳定、安全输送。将数字化技术应用于电力工程设计中,能优化、解决传统设计模式下遗留的设计缺陷、风险问题,降低失误率,在保证设计质量的同时,提高设计效率,进而夯实设计基础,为后续电力工程施工作业保驾护航1。具体而言,在电力工程设计中应用数字化技术的综合优势如下。2 3 8 2 0 2 3年8期(1)在数字化技术的作用下,打破沟通壁垒,突破沟通瓶颈,以良好的沟通效果提高整个设计团队的沟通效率,确保设计工作高效、有序地进行。在电力工程设计阶段,如果各部门之间缺乏有效沟通,存在交流障碍,则很难互通信息,数据信息获取不全面,导致最终呈现的设计图纸存在矛盾冲突点,与施工现场情况差距过大,难以有效指导施工作业。应用数字化技术,可以构建电力数据库,所有与电力工程相关的数据信息全部以电子模式存储在数据库中,以便有关人员随时查阅、提取数据信息,实现信息共享。同时依托计算机平台,可以加强交流互动,以讨论数据信息及设计中的重难点,达到协同设计的目的,保证电力工程的设计效果2。(2)在电力工程设计中使用数字化技术,能完善设计方案,提高设计的精准度,减少人为失误。电力工程设计涉及多项内容,包括线路设计、配网设计、新能源电气设计、变电站设计、土建设计等,任何一个环节存在遗漏点,或存在管线交叉重叠问题,都会直接降低电力工程的整体设计质量。在传统的电力工程设计中,主要由总负责人汇总叠加各部分的设计图纸,检验审核图纸中是否存在矛盾冲突,但由于审核内容较多、工作量较大,总负责人很难面面俱到,人工失误率较高。为了降低人工失误率,应进行多次复核,这会直接影响设计效率。在应用数字化技术后,就可以依托其中的B I M技术构建三维立体化模型,集中整合各类设计图纸,自动复核、修正设计图纸,提示其中的碰撞问题,不仅大大提高了检查效率,节省了设计成本,也保证了设计的准确性。(3)通过应用数字化技术,能有机结合计算机辅助设计系统与电力工程设计,打造完善的数字化设计平台,明确电力工程设计流程、设计标准、设计目标,确保整体设计的规范性和标准化,提高各设计环节的衔接度,提升电力工程的设计效果,并综合把控电力工程设计中的安全问题、质量问题、成本问题,加强对整个电力工程建设过程的监督管理,大幅提升电力工程建设水平3。数字化技术集合使用了多项技术,包括大数据、人工智能、云计算、物联网等,并将各个行业的智慧与才华全部囊括其中,能有效验证各设计环节的衔接性,提升各节点之间的关联性,满足电力工程设计、施工等多方面需求,为电力系统的资源配置、优化布局提供强有力的技术支持。2 数字化技术在电力工程设计中的应用2.1 全面获取可靠的电力设计数据在互联网时代,数字化技术逐步崛起,为各行业领域的发展带来了新的机遇,使各行业重塑了产业格局,增强了创新能力,增长了产业规模效益,提升了整体发展实力。电力工程行业也不例外,数字化技术在其中占据主导优势,引领了创新趋势,推动了行业的高质量发展。在电力工程设计中,设计人员需了解当地的生产生活用电需求、产业发展情况,借助数字化技术搭建的网络平台,全面收集各项基础性的电力设计数据,确保数据的真实性、准确性和完整性。与此同时,电力工程行业也需跟紧时代发展脚步,注重创新升级,转变传统的思想观念,不断优化设计理念和设计思路,将数字化技术综合应用于电力工程设计工作中,从设计上为电力工程建设扫清障碍,消除各种安全隐患4。此外,在进行电力工程设计时,可以根据设计需求和设计标准来收集相应的数据信息,利用数字化技术的数据采集功能、整合功能和分析功能,从海量数据库中提炼出有价值的信息,为电力工程设计提供可靠的数据支持,提升电力工程设计的科学性和可操作性。在数字化技术的应用下,能保证所采集的数据信息具有真实性、全面性和可靠性,从而分析数据的关联性,深度挖掘数据的价值,确保电力工程取得设计突破,充分满足各项使用需求。2.2 进行碰撞检测工作与其他基础性工程相比,电力工程更繁琐、复杂,涉及众多的设计内容和专业性知识,线路设计、配网设计、直流换电站设计、变电站设计等缺一不可。若各设计环节中存在交叉重叠问题,则不仅会影响电力工程设计水平的提升,也会给后续施工建设的有序推进带来严重影响。因此,在电力工程设计中,需使用数字化技术构建基础模型,以碰撞测试的方法来检查设计方案是否存在矛盾冲突,有效提高电力工程设计的可行性。碰撞检测工作一般包含两个内容。(1)硬碰撞,主要碰撞测试各类基础性实体模型。一般情况下,硬碰撞检测在变电站集中地区有着广泛的应用,可以获取参考价值较高的检测结果。(2)软碰撞,即软件检测碰撞。在使用软碰撞检测实体模型时,各模型之间不仅存在一定差异,且需设定相应的距离。就电力工程的发展情况来看,软碰撞检测技术被广泛应用在变电站防雷检测、电气校对检测、换流站阀厅检测等多个部分,取得了显著的效果。此外,在电力工程设计中,还可以使用软碰撞技术来交叉跨越式地检测线路规划,对电力线路进行优化设计,提高线路设计的准确性,呈现出高精度的线路设计成果。2.3 构建完善的电力数据库在进行电力工程设计时,设计数据信息尤为重要,如果数据信息不完善,缺乏准确性,则不仅会给后续的设计工作造成不利影响,也会给电力工程施工效率、施工质量产生严重的影响。为了确保设计数据信息的准确性,可以有机结合计算机网络技术与数字化技术,构建完善、创新的电力数据库,以可靠的数据管理体系,科学地开展数据采集、筛选、分析工作。(1)分析电力工程的数据存储要求,根据实际情况建立数据库,为设计人员前期筛选数据提供帮助,确保后续电力工程设计数据的真实性和有效性。在此过程中,设计人员需严格按工作流程进行工作,当所有数据采集完成后,才能辅助管控系统进行筛选工作,避免出现数据遗漏项,为电力工程设计工作的顺利开展提供数据支撑5。在进行数据筛选时,需明确筛选执行标准,将其提前设定在系统程序中,并将错误、不真实的数据全部剔除,确保数据的精准度。(下转第2 4 2页)移动信息2 4 2 2 0 2 3年8期2邵淦,吴昊,姚朔晔.基于C NN卷积神经网络的电力通信网故障诊 断 J.微 型 电 脑 应 用,2 0 2 2,3 8(5):1 1 1-1 1 5,1 1 9.3李建路,朱珠,王振乾,等.面向电力运维的S DH通信网故障定位J.机械设计与制造工程,2 0 2 2,5 1(1 1):9 6-9 9.4李芳,占永红.电力通信网中通信电源故障的分析与处理J.中国新通信,2 0 2 2,2 4(1):1-2.5刘伟然.电力通信网中通信电源故障及解决对策J.通信电源技术,2 0 2 2,3 9(6):1 6 4-1 6 6.6朱畅,王巍巍.电力通信网光传输设备故障维护探讨J.现代工业经济和信息化,2 0 2 2,1 2(1 0):2 0 2-2 0 4.7徐珂航,王民昆,张磊,等.基于图卷积神经网络的电力通信网故障量化计算研究J.无线电工程,2 0 2 2,5 2(1 1):2 0 6 2-2 0 7 1.8李梦.动态贝叶 斯 网络 在电 力通 信 网故 障诊 断 中的 应用J.电力大数据,2 0 2 2,2 5(5):1 0-1 8.(上接第2 3 8页)(2)需进一步分析现有数据的准确性,降低数据的误差率,保证最终留存的数据符合设计规范,提升数据信息质量。只有将数据误差率控制在最低水平,才能显著提升电力工程的设计质量。2.4 实现精细化智能设计在电力工程设计过程中,不能忽视电力系统的安全性和稳定性,这会直接影响人们的生命安全和财产安全。因此,在电力工程设计方案中,需严格管控安全距离,做到精细化的智能设计,提高电力工程的安全水平。在传统的电力工程设计中,主要通过人工测算来控制安全距离,该方式虽然能确保距离的安全性,但会增加工程成本。在应用大数据技术时,可以建立三维模型,严格把控安全距离,确保安全距离不超出规定范围,以此来保证施工安全,提升电力工程的施工效率,确保电力工程综合效益的最大化。此外,在进行电力工程设计时,还需考虑电力工程的防雷措施,根据实际情况构建有效的防雷系统,配备完善的防雷设施,最大限度地保障工作人员的人身安全和电力系统设备的运行安全。设计人员需借助智能设计的相关参数来细化防雷范围,明确雷电防御措施,确保工作人员严格按照相关参数指标开展后续的电力工程复检工作,使防雷设计的效果达到预期。3 结语电力工程设计的内容众多,涉及很多设计要点和细节,传统的人工设计方式已不能满足现代电力工程的设计需求,也无法适应电力行业的高质量发展要求。而数字化技术在电力工程设计中具有绝对优势,在数据信息获取、人员沟通交流、专业协同作业、设计方案碰撞检测、智能化设计等工作中,都发挥着重要的作用。因此,在进行电力工程设计时,设计人员需要深刻认识到数字化技术的优势和特点,将数字化技术全面应用于电力设计的各个环节,深化专业协同,合理解决设计中存在的各项问题,不断优化设计方案,提高设计方案的科学性和可行性,实现电力工程设计最优、经济效益最大化、建设质量最高的目标,保证电力系 统 安 全、稳 定 地 运 行,促 进 电 力 工 程 的 可 持 续发展。参考文献1王秋云,武瑾.浅谈数字化技术在电力工程设计中的应用J.南北桥,2 0 2 2(1 1):1 6 9-1 7 1.2罗海泉.探讨数字化技术在电力工程设计中的应用J.电力设备管理,2 0 2 2(2 4):1 8 4-1 8 6,2 1 3.3金仕,李郁芳.探讨数字化技术在电力工程设计中的应用J.电气技术与经济,2 0 2 2(6):9 4-9 6.4王宴忠.探讨数字化技术在电力工程设计中的应用J.水利电力技术与应用,2 0 2 2,4(5).5徐卫.数字化技术在电力工程设计中的应用J.数字技术与应用,2 0 2 1,3 9(1 1):1 1 2-1 1 4.移动信息